DE69735682T2

DE69735682T2 - Primärstrahler für Mehrstrahlantenne

Info

Publication number: DE69735682T2
Application number: DE69735682T
Authority: DE
Inventors: Imaizumi Omiya-shi Hiroaki; Sakauchi Omiya-shi Koji; Hagiwara Omiya-shi Shuji; Higuchi Omiya-shi Hirofumi; Manabe Omiya-shi Ryotaro
Original assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Current assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2017-11-06
Also published as: EP0843381A2; EP1329987B1; DE69735682D1; US20020097187A1; KR20060086891A; EP1329987A1; HK1068469A1; ES2261810T3; US6388633B1; CN1269318C; CN1516356A; EP0843381A3; CN1195900A; US6864850B2; ES2260533T3; CN1516357A; TW393800B; CN1269319C; EP1329988B1; KR100611422B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vielstrahlantenne, welche für den Empfang von Mikrowellen von mehreren geostationären Satelliten verwendet wird.
In letzter Zeit wurden viele geostationäre Rundfunksatelliten und geostationäre Kommunikationssatelliten gestartet. Die Notwendigkeit zum Empfang von Mikrowellen von beispielsweise zwei benachbarten Satelliten, unter Verwendung einer einzigen Antenne und der wahlweisen Verwendung von einer der empfangenen Mikrowellen, wird größer.
Herkömmlicherweise wird eine Vielstrahlantenne, welche Mikrowellen von mehreren Satelliten empfängt, derart ausgelegt, dass Mikrowellen von mehreren Satelliten durch einen einzigen Parabolreflektor reflektiert und fokussiert werden und die fokussierten Satellitensignale jeweils in verschiedene primäre Radiatoren einfallen.
Primäre Radiatoren vom Trichtertyp (oder Zuführtrichter) werden als primäre Radiatoren verwendet. Wenn zwei Satellitenmikrowellen empfangen werden müssen, werden beispielsweise zwei primäre Radiatoren vom Trichtertyp durch einen Arm abgestützt, so dass dieselben an der Reflexions- und Fokalposition des Parabolreflektors angeordnet sind. Die Elevationswinkel für die Satelliten in Bezug auf den Boden sind voneinander verschieden. Weiterhin ändert sich das Ausmaß der Differenz in dem Elevationswinkel abhängig von den Empfangsgebieten. Daher muss für jedes Empfangsgebiet die Inklination der Trichteranordnung der primären Radiatoren in Bezug auf eine Achse, welche parallel mit dem Boden ist, angepasst werden.
Nachfolgend wird die Inklination der Trichteranordnung der primären Radiatoren in Bezug auf eine mit dem Boden parallele Achse als der Inklinationswinkel bezeichnet.
In dem Fall, in welchem zu empfangende Satellitensignale linear polarisiert sind, ändert sich die Inklination von jeder einfallenden Mikrowelle in Bezug auf den Boden, in Abhängigkeit von den Satelliten und den Empfangsgebieten. Für jedes Empfangsgebiet muss daher der Empfangspolarisationswinkel für jeden primären Radiator angepasst werden.
Wenn die Richtung der herkömmlichen Vielstrahlantenne für linear polarisierte Wellen eingerichtet werden muss, muss daher die Anordnung der Inklinationswinkel der primären Radiatortrichter in Bezug auf jeden Satelliten eingerichtet werden und die Empfangspolarisationswinkel der primären Radiatoren müssen gemäß dem Empfangsgebiet eingerichtet werden. Dies erzeugt insofern Probleme, dass ein Mechanismus für die Einrichtung der Winkel eine komplizierte Struktur aufweist und dass die Einrichtungsarbeit langwierig ist.
Herkömmlicherweise wird ein primärer Radiator vom Typ des sich erweiternden Trichters üblicherweise als ein primärer Radiator einer Antenne für Satellitenempfang verwendet. Selbst wenn ein Parabolreflektor einen kleinen Durchmesser, beispielsweise 45 cm ϕ aufweist, können die Anordnungsabstände zwischen den primären Radiatoren ausreichend groß gemacht werden, sofern benachbarte Satelliten, von welchen die Mikrowellen empfangen werden sollen, voneinander durch eine Elongation von ungefähr 8° getrennt sind. Dementsprechend können primäre Radiatoren mit sich erweiternden Trichtern benachbart angeordnet werden, ohne sich gegenseitig zu beeinträchtigen. Im Gegensatz dazu ist der Anordnungsabstand zwischen primären Radiatoren nur ungefähr 25 mm, für den Fall, in welchem benachbarte Satelliten, von welchen Mikrowellen zu empfangen sind, voneinander durch eine geringe Elongation von 4° getrennt sind. Wenn derartige primäre Radiatoren vom Typ des sich erweiternden Trichters verwendet werden, werden sich im Ergebnis die Radiatortrichter beeinträchtigen oder einander berühren und daher ist es unmöglich eine Vielstrahlantenne aufzubauen, wodurch ein Problem der Gestalt erzeugt wird, dass mehrere Antennen jeweils für Satelliten installiert werden müssen, von denen die Mikrowellen empfangen werden sollen.
Wie vorstehend erörtert ist das Trichterintervall bei einem primären Radiator einer Zweistrahlantenne von 45 cm ϕ, welche Mikrowellen des 12 GHz Bandes von zwei Satelliten mit einer Elongation von 4° empfängt, beispielsweise ungefähr 25 mm. Wenn ein primärer Radiator einer derartigen Antenne mit einem üblichen zulaufenden Trichter gemäß 22(A) und 22(B) aufgebaut wird, beträgt der Aperturdurchmesser ungefähr 30 mm. Daher kann die Antenne strukturell nicht konfiguriert werden. Um ein derartiges Antennensystem zu schaffen, ist es erforderlich, den Aperturdurchmesser eines primären Radiators auf 25 mm oder weniger einzustellen. Bei einem kreisförmigen Wellenleiter mit der Bezeichnung WCI-120 in EIAJ (Standard of Electronic Industries Association of Japan: EIAJ) beträgt der innere Durchmesser des Wellenleiters 17,475 mm. Wenn ein derartiger Wellenleiter verwendet wird, weist der Trichter im Wesentlichen einen Trichterwinkel von ungefähr 0° bei der Betrachtung des Produktionsprozesses eines tatsächlichen Produktes auf. Mit anderen Wor ten weist der Trichter eine kreisförmige Apertur des Wellenleiterabschnitts wie in 23(A) und 23(B) gezeigt, auf.
Die 22(A) ist eine Draufsicht auf einen herkömmlichen primären Radiator vom Typ des zulaufenden Trichters, und 22(B) ist eine Schnittansicht der 22(A) entlang der Linie A-A'. Die 23(A) ist eine Vorderansicht eines herkömmlichen primären Radiators vom Typ des kreisförmigen Wellenleiters und 23(B) ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A' der 23(A).
In den 22(A) und 22(B) bezeichnet 131 einen zulaufenden Wellenleiter, welcher auf einem Substrat 132 angeordnet ist. Der Empfangspunkt 133 ist durch eine gedruckte Schaltung, welche auf dem Substrat 132 ausgebildet ist, aufgebaut, so dass derselbe im Mittelpunkt der Bodenfläche des zulaufenden Wellenleiters 131 angeordnet ist.
Der primäre Radiator vom Typ des kreisförmigen Wellenleiters gemäß 23(A) und 23(B) ist ein kreisförmiger Wellenleiter 135 anstelle des zulaufenden Wellenleiters 131. Die anderen Komponenten sind in derselben Weise konfiguriert wie diejenigen des primären Radiators vom Typ des zulaufenden Trichters der 22(A).
Die 24 zeigt ein Strahlungsmuster eines primären Radiators vom Typ des kreisförmigen Wellenleiters. In dem Fall, in welchem der Reflektor versetzt ist, beträgt der Strahlungswinkel des primären Radiators ungefähr 40°. In dem Richtungsmuster der 24 ist der Leistungsverlust in der Reflektorstrahlung groß und die Ungleichmäßigkeit in dem elektrischen Feld in dem Reflektorbestrahlungsbereich ist groß. Daher wird die Antennenverstärkung verkleinert.
Verfahren wie dasjenige, bei welchem der Durchmesser der Trichteröffnung verkleinert wird und bei welchen eine spiralförmige Antenne verwendet wird, bei welcher eine Leistung durch ein Koaxialsystem bereitgestellt wird und bei welchem eine Antenne vom Typ der Wellenfortpflanzung, wie etwa eine Antenne mit vielfachen kreisförmigen Wellenleiterstäben als ein primärer Radiator verwendet wird, können als eine Einrichtung zur Lösung der vorstehend erörterten Probleme verwendet werden. Bei der herkömmlichen Vielstrahlantenne werden weiterhin Signalempfangskabel, welche von den Wandlern für die primären Radiatoren ausgehen, zu einer externen Schalteinrchtung verbunden, und es wird ein Satellitenausstrahlungsprogramm, welches empfangen werden soll durch Steuerung des Schaltbetriebes der Schalteinrichtung ausgewählt. Dieser Aufbau beinhaltet der Gestalt Probleme, dass der Nutzer eine derartige externe Schalteinrichtung bestellen muss und dass eine Verdrahtungsarbeit und dergleichen erforderlich sind.
Wenn ein integraler Wandler unter Verwendung von mehreren primären Radiatoren aufgebaut wird, werden auf dem Substrat gedruckte Fühler 202 auf einem einzigen Substrat 201, wie in 29 gezeigt, ausgebildet und alle anderen Schaltkreise sind ebenso auf dem Substrat 201 angeordnet. Jeder der auf dem Substrat gedruckten Fühler 202 umfasst einen Fühler 202a für die horizontal polarsierte Welle und einen Fühler 202b für die vertikal polarisierte Welle. Die auf dem Substrat gedruckten Fühler 202 sind in Leistungseingabeabschnitten der mehreren (beispielsweise zwei) Aperturen 203 der primären Radiatoren jeweils angeordnet. Signale, welche von dem Fühler 202a für die horizontal polarisierte Welle und dem Fühler 202b für die vertikal polarisierte Welle ausgegeben werden, werden durch Hochfrequenzverstärker 203a und 203b verstärkt und daraufhin durch die Horizontal/Vertikal-Wechselschalter 204a und 204b einer Auswahl unterworfen. Die Signale, welche durch die Horizontal/Vertikal-Wechselschalter 204a und 204b ausgewählt werden, werden daraufhin einer weiteren Auswahl durch einen Satellitenwechselschalter 205 unterzogen. Das ausgewählte Signal wird durch einen Hochfrequenzverstärker 206 verstärkt und daraufhin einem Frequenzwandler 207 zugeführt. Die Schwingungsausgabe eines lokalen Oszillators 208 wird dem Frequenzwandler 207 zugeführt. Der Frequenzwandler 207 gibt als ein Zwischenfrequenzsignal ein Signal einer Frequenz aus, welche gleich der Differenz in der Frequenz zwischen dem Signal von dem Hochfrequenzverstärker 206 und demjenigen von dem lokalen Oszillator 208 ist. Das von dem Frequenzwandler 207 ausgegebene Signal wird durch einen Zwischenfrequenzverstärker 209 verstärkt. Das verstärkte Signal wird durch einen Ausgang 210 nach außen gegeben.
Eine herkömmliche Vielstrahlantenne weist Probleme der Gestalt auf, dass die Anordnung der Inklinationswinkel der primären Radiatoren jeweils eingerichtet werden muss und dass die Empfangspolarisationswinkel der primären Radiatoren jeweils eingerichtet werden müssen.
Die herkömmliche Vielstrahlantenne weist ein weiteres Problem der Gestalt auf, dass in dem Fall, wo die Satelliten, von welchen die Mikrowellen zu empfangen sind, voneinander durch einen kleinen Abstand getrennt sind, beispielsweise 4°, die primären Radiatoren vom Typ des zulaufenden Trichters, welche benachbart angeordnet sind, sich berühren oder sich gegenseitig beeinträchtigen und daher eine Vielstrahlantenne nicht aufbauen können.
Die herkömmliche Vielstrahlantenne weist ein weiteres Problem der Gestalt auf, dass eine externe Schalteinrichtung, Verdrahtung für die Einrichtung und Ähnliches notwendig ist, um wahlweise ein gewünschtes Satellitensendeprogramm zu empfangen.
Weiterhin fließt bei dem herkömmlichen primären Radiator ein Strom, welcher von einem Einspeisepunkt geliefert wird, in eine rückwärtige Seite durch einen Randabschnitt einer Trichterapertur oder durch einen Randabschnitt einer Grundplatte einer spiralförmigen Antenne, wodurch verursacht wird, dass der primäre Radiator ein Strahlungsmuster aufweist, in welchem die Strahlung groß ist verglichen mit der Strahlung zu einem Reflektor. Im Ergebnis wird die Antennenverstärkung verringert.
Wenn Mikrowellen von mehreren Satelliten durch den herkömmlichen Wandler für den Empfang von Mikrowellen von Satelliten empfangen werden sollen, werden die auf dem Substrat gedruckten Fühler 202 so eingestellt, dass eine Achse, welche parallel mit dem Boden in jedem Gebiet ist, die Orbitinklinationen der betrachteten Satelliten und die Polarisationswinkel der Satelliten miteinander übereinstimmen. In diesem Fall ist der Wandler speziell für die Satelliten ausgelegt, von welchen die Mikrowellen empfangen werden sollen. Wenn Wandler, die allen Satelliten entsprechen, hergestellt werden sollen, können die Wandler daher sich die Substrate nicht vollständig teilen, mit dem Ergebnis, dass die Produktivität beeinträchtigt wird und daher die Produktionskosten für einen Wandler ansteigen.
EP 0729198-A1 beschreibt einen Wandler für eine Satellitenantenne. Der Wandler umfasst ein Kernmodul, welches in dem Gehäuse des Wandlers angeordnet ist und welches von dem Gehäuse des Wandlers abnehmbar ist, wobei das Kernmodul ein Hohlraumelement, ein Basiselement und einen Beschaltungsträger umfasst, welcher zwischen dem Hohlraumelement und dem Basiselement angeordnet ist, während die Hohlräume, welche auf dem Hohlraumelement angeordnet sind, elektrische Schaltkreise mit Komponenten aufbauen, welche auf dem Schaltungsträger angeordnet sind.
EP 0079533-A1 beschreibt einen Trichterradiator. Der Trichter schließt eine innere Wand ein, welche umgekehrt trichterförmig ist und darin Kanäle aufweist, welche parallel zu einer Stahlungsachse des Trichters angeordnet sind. Die Bodenflächen der Kanäle sind senkrecht zu der Strahlungsachse und die Kontur der Trichterform ist durch den axialen Abstand von den Bodenflächen festgelegt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vielstrahlantenne zum Empfang von Mikrowellen von geostationären Satelliten in Bezug auf die Anordnung eines primären Radiators mit mehreren Radiatoraperturen zum Empfang von Mikrowellen zu verbessern, welche unter einem kleinen Winkelabstand gesehen werden. Dieses Ziel wird durch Bereitstellen eines primären Radiators für eine Vielstrahlantenne gemäß Anspruch 1 erreicht. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 bis 8, 27 und 28 zeigen Ausführungsformen, welche nicht Bestandteil der Erfindung sind.
1(A), 1(B) und 1(C) sind Ansichten von der Seite, von vorne und von oben der äußeren Konfiguration einer Vielstrahlantenne;
2(A), 2(B) und 2(C) sind Ansichten von vorne, von der rechten Seite und von hinten für eine externe Konfiguration der Montage der primären Radiatoren und eines Wandlers auf einem Radiatorträgerarm in der Vielstrahlantenne;
3 ist eine Ansicht und zeigt die Winkelstellungen von Fühlern der ersten und zweiten primären Radiatoren, welche integral mit dem Wandler der Vielstrahlantenne aufgebaut sind, in einer Ansicht von der Rückseite des Wandlers;
4 ist eine teilweise Schnittansicht und zeigt einen Aufbau, in welchem ein Polarisator in jeden der prmären Radiatoren der Vielstrahlantenne eingesetzt ist und durch Trichter mit kreisförmiger Wellenleiterapertur realisiert ist;
5 ist eine Schnittansicht und zeigt einen primären Radiator vom Trichtertyp mit einer zulaufenden Apertur;
6 ist eine Schnittansicht und zeigt einen primären Radiator vom Trichtertyp mit einer kreisförmigen Wellenleiterapertur;
7 ist eine Ansicht und zeigt die Konfiguration einer dielektrischen Linse, welche als ein Trichterdeckelabschnitt eines primären Radiators vom Trichtertyp mit kreisförmiger Wellenleiterapertur verwendet wird;
8(A) zeigt drei Seitenansichten einer Konfiguration eines dielektrischen Stabes, welcher an einen primären Radiator vom Trichtertyp mit kreisförmiger Wellenleiterapertur angebracht werden soll; und
8(B) ist eine teilweise Schnittansicht und zeigt den Zustand wie der Stab angebracht ist;
9(A) ist eine Vorderansicht eines primären Radiators einer Antenne zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, welche eine Ausführungsform der Erfindung ist, und
9(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 9(A);
10 ist eine Darstellung und zeigt das Strahlungsmuster des primären Radiators der Ausführungsform;
11 ist eine Vorderansicht und zeigt ein Anwendungsbeispiel des primären Radiators der Ausführungsform;
12 ist eine Vorderansicht eines primären Radiators einer Antenne zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, welcher eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist;
13 ist eine Vorderansicht eines primären Radiators einer Antenne zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, welcher eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist;
14 ist eine Vorderansicht und zeigt ein Anwendungsbeispiel des primären Radiators der Ausführungsform;
15 ist eine Vorderansicht und zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel des primären Radiators der Ausführungsform;
16 ist eine Vorderansicht eines primären Radiators einer Antenne zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, welcher eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist;
17 ist eine Vorderansicht und zeigt ein Anwendungsbeispiel eines primären Radiators der Ausführungsform;
18 ist eine Vorderansicht und zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel des primären Radiators der Ausführungsform;
19(A) ist eine Vorderansicht eines primären Radiators einer Antenne zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, welcher eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist, und
19(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 19(A);
20(A) ist eine Vorderansicht eines primären Radiators einer Antenne zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, welcher eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist, und
20(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 20(A);
21(A) ist eine Vorderansicht eines Wandlers zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und
21(B) ist eine Seitenansicht des Wandlers;
22(A) ist eine Vorderansicht eines herkömmlichen primären Radiators vom Typ des zulaufenden Trichters, und
22(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 22(A);
23(A) ist eine Vorderansicht eines herkömmlichen primären Radiators vom Typ des kreisförmigen Wellenleiters, und
23(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 23(A);
24 ist eine Darstellung und zeigt das Strahlungsmuster eines herkömmlichen primären Radiators;
25(A) ist eine Vorderansicht und zeigt die externe Konfiguration des Wandlers zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten gemäß der Erfindung und
25(B) ist eine Seitenansicht des Wandlers;
26(A) ist eine Vorderansicht eines primären Radiators des Wandlers zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten gemäß der Erfindung, und
26(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 26(A);
27 ist eine Darstellung und zeigt den Schaltungsaufbau eines Wandlers zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten;
28 ist eine Ansicht und zeigt den Schaltungsaufbau eines Wandlers zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten; und
29 ist eine Ansicht und zeigt den Schaltungsaufbau eines herkömmlichen Wandlers zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten.
Eingehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Die 1(A) bis 1(C) zeigen die externe Konfiguration einer Vielstrahlantenne.
In der 1 bezeichnet 11 einen Reflektor, 12 einen Antennenwinkel, 13 einen Radiatorstützarm, 14 einen Wandler und 15a und 15b bezeichnen primäre Radiatoren vom Trichtertyp, welche jeweils unterschiedliche Satellitensignale empfangen.
Jeder der primären Radiatoren 15a und 15b vom Trichtertyp umfasst eine Trichteröffnung eines kreisförmigen Wellenleiters. Sowohl der erste als auch der zweite primäre Radiator 15a und 15b sind integral mit einem einzigen Wandler 14 verbunden.
Zwei Satellitenmikrowellen, welche durch den Reflektor 11 reflektiert und fokussiert werden, fallen jeweils unabhängig in den ersten und zweiten primären Radiator 15a und 15b ein und werden danach in Ankopplung durch die jeweiligen Radiatorfühler empfangen. Die empfangenen Mikrowellen werden in elektrische Signale umgewandelt und durch eine Wandlerschaltung, welche in dem Wandler 14 enthalten ist, verstärkt, und daraufhin zu Empfangsgeräten über die Ausgabeverbindungsstecker 16a und 16b geleitet.
Die 2(A) bis 2(C) zeigen den äußeren Aufbau für die Anbringung der primären Radiatoren 15a und 15b und des Wandlers 14 auf einem Radiatorstützarm in der Vielstrahlantenne. Die 2(A) ist eine Vorderansicht auf der Seite der primären Radiatoren, 2(B) eine Seitenansicht von rechts und 2(C) eine Rückseitenansicht.
Der Wandler 14 ist an den Radiatorstützarm 13 über einen Drehmechanismus 17 angebracht.
Der Drehmechanismus 17 umfasst: eine Winkelanzeigeplatte 17a welche ermöglicht, dass der gesamte Wandler 14 zum Einrichten innerhalb eines festen Winkelbereiches in einer Uhrzeigerrichtung um den ersten primären Radiator 15a, wenn man den Wandler 14 von vorne sieht, gedreht wird; und Befestigungsschrauben 19a und 19b welche jeweils durch die langen und kurzen Löcher 18a und 18b der Winkelanzeigeplatte 17a durchgesteckt und daraufhin angezogen werden. In dem Fall, in welchem linear polarisierte Wellen von zwei Satelliten, welche sich über dem Äquator bei einer Höhe von ungefähr 36000 km befinden und durch einen kleinen Abstand oder bei 124° und 128° östlicher Länge, getrennt sind, durch den Reflektor 11 von geringern Durchmesser von 45 cm ϕ reflektiert und fokussiert werden sollen, empfangen werden sollen, wird das Anordnungsintervall zwischen den primären Radiatoren 15a und 15b auf dem Wandler 14 beispielsweise auf 25 mm eingestellt und der Rotationsmechanismus 17 ist so aufgebaut, dass die Anordnung des Inklinations winkels des ersten und des zweiten primären Radiators 15a und 15b in Bezug auf eine Achse, welche parallel mit dem Boden ist, drehend von 0 bis 20° eingerichtet werden kann.
Linsenähnliche dielektrische Deckel 20a und 20b sind an den Trichterdeckelabschnitten der primären Radiatoren 15a und 15b jeweils angebracht.
Die 3 ist eine Ansicht, welche die Einstellwinkel der Fühler 21_a1 , 21_a2 , 21_b1 , und 21_b2 der ersten und zweiten primären Radiatoren 15a und 15b zeigt, welche integral mit dem Wandler 14 der Vielstrahlantenne angeordnet sind, wie sie von der Rückseite des Wandlers 14 gesehen werden.
In dem Zustand, in welchem die Anordnung des Inklinationswinkels des ersten und zweiten primären Radiators 15a und 15b auf 0° eingestellt wird, oder parallel mit dem Boden, werden die Fühler 21_a1 und 21_a2 des ersten primären Radiators 15a so eingestellt, dass dieselben jeweils parallel und senkrecht zum Boden sind, und die Fühler 21_b1 , und 21_b2 des zweiten primären Radiators 15b werden so eingestellt, dass dieselben jeweils um 5° in Bezug auf die Fühler 21_a1 und 21₁₂ des ersten primären Radiators 15a verschoben sind.
Die Differenz von 5° in dem Einstellwinkel zwischen den Fühlern 21_a1 , 21_a2 , 21_b1 und 21_b2 der ersten und zweiten Radiatoren 15a und 15b wird entsprechend der Differenz zwischen dem Polarisationswinkel von einem der Satelliten und demjenigen des anderen Satelliten eingestellt.
Insbesondere wenn der Wandler 14 der derartig aufgebauten Vielstrahlantenne mittels des Rotationsmechanismus 17 gedreht wird, kann die Anordnung des Inklinationswinkels der beiden primären Radiatoren 15a und 15b im Bereich von 0 bis 20° in Bezug auf eine Achse, welche parallel mit dem Boden ist, eingestellt werden. Ebenso können die Empfangspolarisationswinkel aufgrund der Fühler 21_a1 , 21_a2 , 21_b1 , und 21_b2 der primären Radiatoren 15a und 15b in dem Bereich von 0 bis 20° eingerichtet werden, während der Winkelunterschied von 5° beibehalten wird.
Gemäß der Vielstrahlantenne mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann daher die Anordnung des Inklinationswinkels der primären Radiatoren 15a und 15b für jeweilige Empfangssignale von zwei Satelliten und die Empfangspolarisationswinkel in den primären Radiatoren 15a und 15b gleichzeitig durch Drehen des Wandlers 14 mit Hilfe des Rotationsmechanismus 17 einfach eingerichtet werden.
Gemäß der Vielstrahlantenne mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau werden weiterhin Trichter mit kreisförmiger Wellenleiteröffnung als primäre Radiatoren 15a und 15b verwendet. Selbst wenn das Anordnungsintervall in dem Wandler 14 klein ist, beispielsweise 25 mm, können daher die primären Radiatoren integral an dem Wandler angebracht werden, ohne dass verursacht würde, dass sich die Trichter berühren oder gegenseitig beeinträchtigen. Ebenso ist es für Satelliten, welche voneinander durch einen kleinen Abstand, beispielsweise 4°, getrennt sind, möglich, eine Vielstrahlantenne zu realisieren.
Weil die linsenähnlichen dielektrischen Deckel 20a und 20b jeweils an den Trichterdeckelabschnitten der primären Radiatoren 15a und 15b, welche durch Trichter mit kreisförmiger Wellenleiterapertur realisiert sind, angebracht sind, kann in diesem Fall eine Verschlechterung der Antenneneigenschaften wie etwa eine Verringerung der Antenneneffizienz, welche durch einen Leistungsverlust von dem Reflektor 11 bewirkt werden kann, und eine Verschiebungsverschlechterung in dem Strahlungsmuster vermieden werden.
In der Ausführungsform sind die primären Radiatoren 15a und 15b, welche die zwei reflektierten Satellitenmikrowellen empfangen, angeordnet auf und integral verbunden mit dem einzigen Wandler 14. Wenn eine Schalteinrichtung zum Umschalten des Satelliten, von welchem eine Mikrowelle empfangen werden soll, gemäß einem Satellitenauswahlsignal von der Abstimmvorrichtung, in das einzige Wandlersubstrat zum Empfangen und Verstärken der zwei Satellitenrundfunksignale aufgenommen wird, können zwei Satellitenprogramme wahlweise empfangen werden durch Verwendung des Ausgangs eines einzigen Kabels, ohne dass eine externe Schalteinrichtung oder Ähnliches notwendig ist.
4 ist eine teilweise Schnittansicht und zeigt einen Aufbau, in welchem ein Polarisator 22 in jeden der primären Radiatoren 15a und 15b der Vielstrahlantenne eingesetzt ist und welcher durch die Trichter mit kreisförmiger Wellenleiterapertur realisiert wird.
Das Einsetzen des Polarisators 22 in jeden der primären Radiatoren 15a und 15b erlaubt es, den Empfangspolarisationswinkel beliebig einzurichten, ohne eine Winkelanpassung an den Fühlern 21_a1 , 21_a2 , 21_b1 und 21_b2 der primären Radiatoren 15a und 15b durchzuführen.
Die 5 ist eine seitliche Schnittansicht und zeigt einen primären Radiator 23 vom Typ der zulaufenden Trichteröffnung.
6 ist eine seitliche Schnittansicht und zeigt einen primären Radiator 24 vom Typ eines Trichters mit kreisförmiger Wellenleiterapertur.
7 ist eine Ansicht und zeigt die Konfiguration einer dielektrischen Linse 25, welche als ein Trichterdeckelabschnitt eines primären Radiators 24 vom Trichtertyp mit kreisförmiger Wellenleiterapertur verwendet wird;
8(A) und 8(B) zeigen Konfigurationen eines dielektrischen Stabes 26, welcher an den primären Radiator 24 vom Trichtertyp mit kreisförmiger Wellenleiterapertur angebracht werden soll. 8(A) zeigt drei Seitenansichten des Stabes, and 8(B) ist eine teilweise Schnittansicht und zeigt den Zustand wie der Stab angebracht ist.
Wenn primäre Radiatoren 23 vom Typ der zulaufenden Trichteröffnung, wie etwa in 5 gezeigt, als primäre Radiatoren verwendet werden, welche auf einem einzigen Wandler 14 angeordnet und benachbart integral mit diesem verbunden sind, um eine Vielstrahlantenne für zwei Satelliten von geringem Abstand aufzubauen, wird ebenso das Anordnungsintervall zwischen den zwei Radiatoren 23 verringert und daher berühren sich die Radiatoren oder beeinträchtigen sich untereinander mit dem Ergebnis, dass die Radiatoren nicht auf dem Wandler angebracht werden können. Um dem gerecht zu werden, werden primäre Radiatoren 24 vom Typ der kreisförmigen Wellenleitertrichteröffnung wie in 6 gezeigt, verwendet, so dass eine Vielstrahlantenne für zwei Satelliten in einem geringen Abstand aufgebaut werden kann, ohne zu verursachen, dass sich die primären Radiatoren untereinander berühren, selbst in dem Fall eines kleinen Anordnungsintervalls.
In diesem Fall kann die dielektrische Linse 25 wie in 7 gezeigt, oder der dielektrische Stab 26, wie in 8 gezeigt, an den primären Radiator 24 vom Typ der kreisförmigen Wellenleitertrichterapertur angebracht werden. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Vielstrahlantenne mit einem Low-noise-Wandler von hoher Effizienz zu realisieren.
9(A) ist eine Vorderansicht eines primären Radiators einer Vielstrahlantenne von kleinem Durchmesser zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, welcher eine Ausführungsform der Erfindung ist, und 9(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 9(A).
In den 9(A) und 9(B) bezeichnet 101a und 101b kreisförmige Wellenleiter, welche eine vorbestimmte Länge aufweisen, und welche integral angeordnet sind unter Beibehaltung eines Intervalls von mehreren Millimetern. Die kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b bilden Öffnungen des primären Radiators aus. Eine erste Drossel 102a, welche durch einen Einschnitt mit einer Tiefe von ungefähr einem Viertel der Wellenlänge aufgebaut ist, ist an den äußeren Umfängen der kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b ausgebildet. Eine zweite Drossel 102b, welche in einer ähnlichen Weise wie die erste Drossel 102a aufgebaut ist, ist auf dem äußeren Umfang der ersten Drossel ausgebildet. Die kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b und die Drosseln 102a und 102b bauen einen primären Radiator 103 auf. Ein Substrat 104 ist an den Unterseiten der kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b angeordnet. Ein Empfangspunkt 105 ist durch eine gedruckte Schaltung, welche auf dem Substrat 104 ausgebildet ist, angeordnet, so dass derselbe im Mittelpunkt der Unterseiten der kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b angeordnet ist. Ein Abschlussabschnitt 106 ist an der Unterseitenfläche des primären Radiators 103 ausgebildet. Beispielsweise sind der primäre Radiator 103 und der Abschlussabschnitt 106 aus Aluminium oder Ähnlichem hergestellt.
Wenn der primäre Radiator 103 als primärer Radiator eines Zweistrahlantennensystems mit 45 cm ϕ verwendet wird, welches Mikrowellen des 12 GHz Bandes von zwei Satelliten in einem Abstand von 4° empfängt, weisen beispielsweise die kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b einen inneren Durchmesser von 17,475 mm auf und deren Mittenabstand beträgt ungefähr 25 mm.
Wenn die Drosseln 102a und 102b um die kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b wie vorstehend beschrieben ausgebildet werden, weist der Randabschnitt der Öffnungsfläche, welcher durch die kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b ausgebildet wird, theoretisch eine unendliche Impedanz auf und daher kann ein Strom, welcher von dem Randabschnitt der Öffnungsfläche nach hinten fließt, unterdrückt werden, wodurch Strahlung zu der Rückseite des primären Radiators 103 verhindert wird. Als Ergebnis wird das Ausmaß einer Leistung, welche von dem Reflektor verloren geht, verringert, und daher ist es möglich, eine Antennenverstärkung zu erhalten, welche im Wesentlichen gleich zu derjenigen ist, für den Fall wo übliche zulaufende Trichter verwendet werden.
Die 10 zeigt das strahlungsmäßige Muster des primären Radiators.
Verglichen mit dem in 24 gezeigten herkömmlichen Strahlungsmuster ist der Leistungsverlust und die Ungleichmäßigkeit des elektrischen Feldes in dem Reflektorbestrahlungsbe reich verbessert. Die Antennenverstärkung der Ausführungsform ist im wesentlichen gleich Zu derjenigen für den Fall, wo zulaufende Trichter verwendet werden.
Gemäß 11 kann die erste Drossel 102a, welche an die kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b angrenzt, manchmal derartig ausgebildet werden, dass die Begrenzungswände zwischen der Drossel und den kreisförmigen Wellenleitern 101a und 101b niedriger ausgelegt werden, als die Wand zwischen den ersten und zweiten Drosseln 102a und 102b, um eine Impedanzanpassung zu erreichen.
Selbst wenn Trichter mit einem kleinen zulaufenden Winkel anstelle der kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b verwendet werden, können in der Ausführungsform dieselben Wirkungen erzielt werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die 12 ist eine Vorderansicht eines primären Radiators 103, welcher eine Ausführungsform der Erfindung ist.
Diese Ausführungsform wird durch Modifizieren des primären Radiators 103 der Ausführungsform der 9 aufgebaut, so dass die zweite Drossel 102b weggelassen wird. Bei dem primären Radiator 103 der Ausführungsform der 9 wird das Strahlungsmuster nicht in einem Ausmaß des Strahlungsmusters der Ausführungsform gemäß 10 verbessert, es ist jedoch die Antenneneffizienz in einem Ausmaß von ungefähr 60% verbessert.
Die 13, 14 und 15 sind Vorderansichten eines primären Radiators 103, welcher eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist. Der primäre Radiator 103 dieser Ausführungsform ist derart aufgebaut, dass die Formen der Drosseln (102a, 102b, ...) durch Kreise aufgebaut sind, welche mittig mit jeweiligen kreisförmigen Wellenleitern angeordnet sind und die sich überschneidenden Abschnitte der Kreise weggelassen werden, um zu vermeiden, dass das Strahlungsmuster der 10 seitlich asymmetrisch wird.
Die 13 zeigt ein Beispiel, in welchem nur eine erste Drossel 102a angeordnet ist, 14 zeigt ein Beispiel, in welchem erste und zweite Drosseln 102a und 102b angeordnet sind, und 15 zeigt ein Beispiel, in welchem erste, zweite und dritte Drosseln 102a, 102b und 102c angeordnet sind. In dem in 14 gezeigten Beispiel weist die zweite Drossel 102b, welche an der äußeren Seite angeordnet ist, eine ähnliche Form auf wie diejenige der Ausführungsform der 9. Alternativ dazu kann die zweite Drossel aus Kreisen ausgebildet werden, welche jeweils mittig mit den kreisförmigen Wellenleitern sind in derselben Weise wie die erste Drossel 102a.
Die 16, 17 und 18 sind Vorderseitenansichten eines primären Radiators 103, welcher eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist. In dieser Ausführungsform ist der primäre Radiator 3 so aufgebaut, dass Mikrowellen von drei Satelliten empfangen werden.
Die 16 zeigt ein Beispiel, in welchem eine Drossel 102a außerhalb der kreisförmigen Wellenleiter 101a, 101b und 101c angeordnet ist.
17 zeigt ein Beispiel, in welchem eine Drossel 102a außerhalb der kreisförmigen Wellenleiter 101a, 101b und 101c angeordnet ist und die kreisförmigen Wellenleiter 101a, 101b und 101c in einer "angewinkelten Form" gemäß der Differenz der Elevationswinkel der Satelliten angeordnet sind. Beispielsweise sind die Öffnungen in einer "angewinkelten Form" unter Verwendung der Fortsetzungslinie der zwei kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b angeordnet, so dass sie mit den Elevationswinkeln der Satelliten korrespondieren.
Die 18 zeigt ein Beispiel in welchem zwei Drosseln 102a und 102b außerhalb der kreisförmigen Wellenleiter 101a, 101b und 101c angeordnet sind und die kreisförmigen Wellenleiter 101a, 101b und 101c in einer "angewinkelten Form" gemäß der Differenz der Elevationswinkel der Satelliten angeordnet sind.
19(A) ist eine Vorderansicht eines primären Radiators, welcher eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist, und 19(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 19(A).
In dieser Ausführungsform wird ein dielektrisches Element 110 in jeden der kreisförmigen Wellenleiter 101a und 101b eingeführt, um die Strahlen zu fokussieren. In diesem Beispiel ist eine Drossel 102a angeordnet.
20(A) ist eine Vorderansicht eines primären Radiators, welcher eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist, und 20(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 20(A);
Bei dieser Ausführungsform sind spiralförmige Antennen 112, wie etwa Dipolantennen, Spiralantennen, oder gebogene Antennen an die Grundplatte 111 angebracht. Insbesondere ist die Grundplatte 111 durch Verwendung von Aluminium oder Ähnlichem ausgebildet und es sind mehrere (z.B. zwei) kreisförmige Öffnungen 113a und 113b in der Grundplatte angeordnet, wobei ein Intervall von mehreren Millimetern eingehalten wird. Die spiralförmigen Antennen 112 sind in dem mittigen Abschnitt der Aperturen 113a und 113b jeweils angeordnet. Die Spannungsversorgung zu den spiralförmigen Antennen 112 wird von einem Einspeisungspunkt 105 zugeleitet, welcher auf der Grundplatte 111 angeordnet ist. Eine Drossel 102a mit einer Tiefe von ungefähr einem Viertel der Wellenlänge ist auf dem äußeren Umfang der Öffnungen 113a und 113b ausgebildet.
In dem Fall, in welchem die spiralförmigen Antennen 112 wie in dieser Ausführungsform gezeigt, angeordnet sind, ist es ebenso möglich dieselben Wirkungen zu erzielen, wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Bei dieser Ausführungsform ist eine einzige Drossel 102 angeordnet. Selbstverständlich können mehrere Drosseln auf dieselbe Art wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen angeordnet werden.
21(A) und 21(B) zeigen einen Fall, in welchem ein Wandler 120 zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten unter Verwendung des primären Radiators 103 gemäß der Erfindung aufgebaut ist. 21(A) ist eine Vorderansicht eines Wandlers 120 zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten gemäß der achten Ausführungsform, und 21(B) ist eine Seitenansicht des Wandlers.
In den 21(A) und 21(B) bezeichnet 121 ein Gehäuse, welches die Haupteinheit des Wandlers aufnimmt, und welches an einen Reflektor (nicht gezeigt) über einen Arm 122 angebracht ist. Ein Winkeleinrichtungsmechanismus 123 ist an einem Stützabschnitt des Wandlers unter Verwendung des Arms 122 angeordnet. Der Anbringungswinkel des Wandlers 120 kann mit Hilfe der Langlöcher 124 und der Schrauben 125 eingerichtet werden. Der in dieser Ausführungsform beschriebene primäre Radiator 103 ist an einer Seite des Wandlergehäuses 121 angebracht, d.h. an der Seite, die dem Reflektor ge-genüberliegt.
Die Konfiguration des Wandlers 120 zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, in welcher der Wandler mit dem primären Radiator 103 wie vorstehend beschrieben integriert wird, ermöglicht, Mikrowellen von mehreren Satelliten durch einen einzigen Wandler 120 zu empfangen und das Antennensystem zu minimieren.
25(A) und 25(B) zeigen die gesamte Konfiguration eines Wandlers zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten. 25(A) ist eine Vorderansicht des Wandlers, und 25(B) ist eine Seitenansicht des Wandlers.
In 25(A) und 25(B) bezeichnet 211 ein Gehäuse, welches die Haupteinheit des Wandlers aufnimmt und welches an einem Reflektor (nicht gezeigt) über einen Arm 212 angebracht ist. Ein Winkeleinrichtungsmechanismus 213 ist an einem Stützabschnitt des Wandlers unter Verwendung des Arms 212 angeordnet. Der Anbringungswinkel des Wandlers 220 kann mit Hilfe der Langlöcher 214 und der Schrauben 215 eingerichtet werden. Der primäre Radiator 216 ist an einer Seite des Wandlergehäuses 211 angebracht, d.h. an der Seite, die dem Reflektor gegenüberliegt.
Der primäre Radiator 216 ist, wie in 26(A) und 26(B) gezeigt, aufgebaut. Die 26(A) ist eine Frontansicht des primären Radiators 216 und die 26(B) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 26(A).
In den 26(A) und 26(B) bezeichnen 221a und 221b kreisförmige Wellenleiter mit einer vorbestimmten Länge welche integral angeordnet sind und ein Intervall von mehreren Millimetern einhalten. Die kreisförmigen Wellenleiter 221a und 221b bilden Öffnungen des primären Radiators aus. Eine erste Drossel 222a, welche durch einen Schlitz mit einer Tiefe von ungefähr einem Viertel der Wellenlänge aufgebaut ist, ist auf den äußeren Umfängen der kreisförmigen Wellenleiter 221a und 221b ausgebildet. Eine zweite Drossel 222b, welche ähnlich wie die erste Drossel 222a aufgebaut ist, ist auf dem äußeren Umfang der ersten Drossel ausgebildet. Ein Substrat 223 ist auf den Bodenflächen der kreisförmigen Wellenleiter 221a und 221b angeordnet. Ein Einspeisungspunkt 224 ist durch eine gedruckte Schaltung angeordnet, welche auf dem Substrat 223 ausgebildet ist, so dass derselbe an dem Mittelpunkt der Bodenfläche der kreisförmigen Wellenleiter 221a und 221b angeordnet ist. Ein Abschlussabschnitt 225 ist auf der Bodenseite des primären Radiators 216 ausgebildet. Die kreisförmigen Wellenleiter 221a und 221b und der Abschlussabschnitt 225 sind beispielsweise aus Aluminium oder Ähnlichem hergestellt.
Wenn der primäre Radiator 216 als primärer Radiator eines Zweistrahlantennensystems von 45 cm ϕ verwendet wird, welches Mikrowellen des 12 GHz Bandes von zwei Satelliten in einem Abstand von 4° empfängt, weisen die kreisförmigen Wellenleiter 221a und 221b einen inneren Durchmesser von 17,475 mm auf und einen Mittelpunktabstand von ungefähr 25 mm.
Der in 27 gezeigte Wandlerschaltungsabschnitt ist auf dem Substrat 223 ausgebildet.
In dem Substrat 223 sind Abschnitte, welche den kreisförmigen Wellenleitern 221a und 221b entsprechen, d.h. den primären Radiatoröffnungen, in einer im Wesentlichen kreisförmigen Form ausgeschnitten, um die eingekerbten Abschnitte 230a und 230b auszubilden, und bedruckte Fühlersubstrate 231a und 231b, welche im Wesentlichen kreisförmig sind, sind drehbar in den eingekerbten Abschnitten 230a und 230b jeweils angeordnet. In jedem der mit Fühler bedruckten Substrate 231a und 231b ist beispielsweise ein oberer Abschnitt nach außen vorstehend und eine gebogene Aussparung 232a oder 232b ist in dem vorstehenden Abschnitt ausgebildet. In der Aussparung 232a oder 232b sind die mit Fühler bedruckten Substrate 231a oder 231b an dem Substrat 223 durch eine Schraube 233a oder 233b derart befestigt, dass, wenn die Schraube 233a oder 233b gelöst wird, dann können die mit Fühler bedruckten Substrate 231a oder 231b seitlich um einen Winkel verdreht werden, welcher der Länge der Aussparung 232a oder 232b im Maximum entspricht. Nachdem der Drehwinkel der mit Fühler bedruckten Substrate 231a oder 231b eingerichtet ist, wird das Substrat durch die Schrauben 233a oder 233b festgelegt.
In jedem der mit Fühler bedruckten Substrate 231a und 231b ist ein auf das Substrat gedruckter Fühler 202 in dem Einspeisungspunkt des kreisförmigen Wellenleiters 221a oder 221b ausgebildet. Jeder der auf das Substrat aufgedruckten Fühler 202 umfasst einen Fühler 202a für die horizontal polarisierte Welle und einen Fühler 202b für die vertikal polarisierte Welle. Die Fühler sind mit einer gedruckten Schaltung, welche auf dem Substrat 223 ausgebildet ist, über die Verbindungsdrähte 234a und 234b verbunden. In diesem Fall können die Verdrahtungsmuster auf dem Substrat 223 beispielsweise in bogenförmiger Art ausgebildet sein, so dass dieselben sich entlang dem äußeren Rand der mit Fühler bedruckten Substrate 231a und 231b befinden und die Verbindungsdrähte 234a und 234b können mit Positionen auf dem Verdrahtungsmuster auf dem Substrat 223 verbunden werden, welche dem Fühler 202a der horizontal polarisierten Welle und dem Fühler 202b für die vertikal polarisierte Welle am nächsten sind. Gemäß diesem Aufbau können die Verbindungsdrähte 234a und 234b verkürzt werden und die Schaltungseigenschaft kann verbessert werden. Alternativ dazu können die Verdrahtungsmuster für den Fühler 202a der horizontal polarisierten Welle und den Fühler 202b der vertikal polarisierten Welle unter Druck mit dem Verdrahtungsmuster auf dem Substrat 223 kontaktiert werden, so dass dieselben direkt untereinander verbunden sind.
Signale, welche von dem Fühler 202a der horizontal polarisierten Welle und dem Fühler 202b der vertikal polarisierten Welle ausgegeben werden, werden durch Hochfrequenzverstärker 203a und 203b verstärkt und daraufhin einer horizontalen/vertikalen Umschaltung durch die Umschalter 204a und 204b unterzogen. Signale, die von den Schaltern 204a und 204b für die horizontale/vertikale Umschaltung ausgewählt werden, werden daraufhin einer weiteren Umschaltung durch den Satellitenumschalter 205 unterzogen. Das ausgewählte Signal wird durch einen Hochfrequenzverstärker 206 verstärkt und daraufhin einem Frequenzwandler 207 zugeführt. Die Ausgangsschwingung eines lokalen Oszillators 208 wird dem Frequenzwandler 207 zugeführt. Der Frequenzwandler 207 gibt ein Signal einer Frequenz als ein Zwischenfrequenzsignal aus, wobei die Frequenz gleich der Differenz zwischen der Frequenz des Signals von dem Hochfrequenzverstärker 206 und derjenigen von dem lokalen Oszillator 208 ist. Der Signalausgang von dem Frequenzwandler 207 wird durch einen Verstärker mittlerer Frequenz 209 verstärkt. Das verstärkte Signal wird durch einen Anschluss 210 nach außen geführt.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration, bei welcher die mit Fühler bedruckten Substrate 231a und 231b unabhängig voneinander zusätzlich zu dem Substrat 203 angeordnet sind und die Rotationswinkel der mit Fühlern bedruckten Substrate beliebig eingestellt werden können, ermöglicht es, dass der Wandler in einfacher Weise mit den Polarisationswinkeln von mehreren Satelliten und der Inklinationswinkel, welcher die Winkeldifferenz zwischen einer Achse parallel zu dem Boden und einer Achse des Satellitenorbits ist, in Übereinstimmung gebracht werden kann. Selbst wenn die Polarisationswinkel von zwei benachbarten Satelliten geändert werden oder wenn ein Satellit von welchem eine Mikrowelle empfangen werden soll zu einem anderen geändert wird, kann daher der Wandler leicht in Übereinstimmung mit dem Polarisationswinkel gebracht werden. Weiterhin kann die Verwendung einer gemeinsamen Schaltung die Herstellungskosten verringern.
Die 28 zeigt die Konfiguration eines Wandlerschaltungsabschnitts einer weiteren Ausführungsform.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der 25(A) und 25(B) sind die mit Fühler bedruckten Substrate 231a und 231b, welche den kreisförmigen Wellenleitern 221a und 221b entsprechen, drehbar angeordnet und die auf Substrate gedruckten Fühler 202 sind jeweils auf den mit Fühlern bedruckten Substraten 231a und 231b angeordnet. In der Ausführungsform der 28 ist ein auf Substrat gedruckter Fühler 202, welcher verwendet wird zum Empfang einer Mikrowelle von einem Satellit auf dem Substrat 223 angeordnet und einer oder mehrere weitere Fühler zum Empfang einer Mikrowelle von einem Satelliten sind auf einem mit Fühler bedruckten Substrat 231 angeordnet, welches getrennt von dem Substrat 223 ausgebildet ist.
Bei der Ausführungsform wird der auf Substrat gedruckte Fühler 202, welcher feststehend auf dem Substrat 223 angeordnet ist, durch den Winkeleinstellmechanismus 213 eingerichtet, um eine Mikrowelle von dem bestimmten Satellit zu empfangen, und der auf Substrat gedruckte Fühler 202, welcher auf dem mit Fühler bedruckten Substrat 231 angeordnet ist, wird durch Drehen des mit Fühler bedruckten Substrates 231 eingerichtet, um eine Mikrowelle von dem bestimmten Satellit zu empfangen.
Ebenso in der Ausführungsform der 9(A), in derselben Weise wie in der neunten Ausführungsform, ist es möglich, ein gemeinsames Substrat zu verwenden, selbst wenn Mikrowellen von mehreren Satelliten empfangen werden sollen, mit dem Ergebnis, dass die Produktivität verbessert wird und daher die Produktionskosten verringert werden können.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Vielstrahlantenne: einen Reflektor, welcher Mikrowellen von mehreren Satelliten reflektiert und fokussiert; mehrere primäre Radiatoren vorn Trichtertyp, welche die vielfachen Satellitenmikrowellen empfangen, welche durch den Reflektor jeweils reflektiert und fokussiert werden; einen Wandler an welchen die vielfachen primären Radiatoren vom Trichtertyp angrenzend integral angebracht sind und welcher die Satellitensignale, welche jeweils durch die primären Radiatoren empfangen werden, umwandelt und verstärkt; Fühler jeweils für die primären Radiatoren, wobei die Fühler unter einer Winkeldifferenz angeordnet werden, welche einer Differenz der Polarisationswinkel zwischen den mehreren Satelliten entspricht, in einem Zustand, in welchem die mehreren primären Radiatoren an dem Wandler angebracht sind; einen Radiatorstützarm, welcher den Wandler derart abstützt, dass die Trichter der mehreren primären Radiatoren in einer Richtung der Reflexion des Reflektors ausgerichtet sind; und einen Rotationsmechanismus, welcher zwischen dem Radiatorstützarm und dem Wandler angeordnet ist, und welcher eine Rotationsposition des Wandlers derart einrichtet, dass ein Anordnungsinklinationswinkel des primären Radiators in Bezug auf eine Achse, welche parallel mit einem Boden ist, wobei der Inklinationsanordnungswinkel der mehreren prmären Radiatoren und ein Polarisationsempfangswinkel von jedem der Radiatoren gleichzeitig durch den Rotationsmecha nismus eingerichtet wird. Daher kann der Inklinationsanordnungswinkel der primären Radiatoren und der Empfangspolarisationswinkel einfach eingestellt werden.
Bei der Vielstrahlantenne ist der primäre Radiator ein Trichter mit kreisförmiger Wellenleiteröffnung und ein dielektrisches Element ist an der Öffnung des Trichters angebracht. Selbst in dem Fall, in welchem Satelliten, von denen Mikrowellen empfangen werden sollen, voneinander durch eine kleine Elongation von 4° getrennt sind, kann daher eine Konfiguration zum Empfang von mehreren Strahlen aufgebaut werden, ohne zu verursachen, dass die Trichter der primären Radiatoren sich beeinträchtigen oder sich einander berühren.
Bei der Vielstrahlantenne umfasst die Antenne weiterhin eine Schalteinrichtung für die Empfangssatelliten, um, gemäß externen Instruktionen, eines von mehreren Satellitensignalen, welche durch die mehreren primären Radiatoren empfangen werden, auszuwählen und das ausgewählte Signal auszugeben. Daher kann ein gewünschtes Satellitenprogramm zum Empfang einfach ausgewählt werden, ohne dass eine externe Schalteinrichtung, Verdrahtung oder Ähnliches angeordnet werden müsste.
Weiterhin sind gemäß der Erfindung zwei oder mehr Trichter mit einem kleinen Zulaufwinkel oder kreisförmige Wellenleiter miteinander integriert und eine oder mehrere Drosseln mit einer Tiefe von ungefähr einem Viertel der Wellenlänge sind um die integrierte Struktur herum angeordnet. Daher weist der Randabschnitt der Öffnungsfläche theoretisch eine unendliche Impedanz auf und daher kann ein Strom, welcher von dem Randabschnitt der Öffnung nach hinten fließt, unterdrückt werden, wodurch vermieden wird, dass Strahlung zu der Rückseite des primären Radiators gelangt. Daher können Mikrowellen von mehreren Satelliten wirksam empfangen werden.
Wie vorher eingehend beschrieben, sind, mehrere mit Fühler bedruckte Substrate unabhängig von einem Substrat angeordnet, auf welchem ein Wandlerschaltungsabschnitt ausgebildet ist und dieselben sind derart aufgebaut, dass der Drehwinkel von jedem mit Fühler bedruckten Substrat beliebig eingestellt wird. Ein auf Substrat gedruckter Fühler, welcher für den Empfang einer Mikrowelle von einem der Satelliten verwendet wird, wird auf dem Substrat angeordnet, auf welchem der Wandlerschaltungsabschnitt ausgebildet ist, und ein oder mehrere weitere Fühler zum Empfang von Mikrowellen von einem Satelliten sind auf einem mit Fühler bedruckten Substrat angeordnet, welches getrennt von dem vorstehend erwähnten Substrat ausgebildet ist. Dementsprechend kann der Wandler leicht mit den Po larisationswinkeln von mehreren Satelliten und dem Inklinationswinkel, welcher die Winkeldifferenz zwischen einer Achse, die parallel zu dem Boden ist und der Achse des Satellitenorbits ist, in Übereinstimmung gebracht werden. Selbst wenn die Polarisationswinkel von zwei benachbarten Satelliten geändert werden oder wenn ein Satellit, von welchem eine Mikrowelle empfangen werden soll zu einem anderen geändert wird, kann der Wandler daherleicht mit dem Polarisationswinkel in Einklang gebracht werden. Weiterhin kann die Verwendung eines gemeinsamen Schaltkreises die Herstellungskosten vermindern.

Claims

Ein Primärradiator (103) für eine Vielstrahlantenne zum Empfang von Mikrowellen von geostationären Satelliten, gekennzeichnet durch mehrere angrenzende Primärradiatoröffnungen (101a, 101b, 101c) zum Empfang von Mikrowellen mit Wellenlängen in demselben Band, wobei jede Öffnung mit einer äußeren Umfangswand ausgestattet ist; mindestens zwei Wände, welche dieselbe Höhe aufweisen und welche so angeordnet sind, dass jede die Gesamtheit der äußeren Umfangswände der mehreren Öffnungen umschließt, wobei jedes Paar von aufeinanderfolgenden Wänden der mindestens zwei Wände zwischen denselben eine Drossel (102a, 102b) mit einer Tiefe von ungefähr einem Viertel einer Zentralwellenlänge der empfangenen Mikrowellen in diesem Band festlegt; und wobei die Höhe der äußeren Umfangswand von jeder Öffnung gleich oder kleiner ist als die Höhe der mindestens zwei Wände.
Der Primärradiator gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend dielektrische Elemente (25), welche auf jeder der Primärradiatoröffnungen (101a, 101b, 101c) angeordnet sind zum Fokussieren der empfangenen Wellenlängen in denselben.
Der Primärradiator gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend spiralförmige Antennen (112), welche in jeder der Primärradiatoröffnungen (101a, 101b, 101c) angeordnet sind.
Ein Wandler (120) zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, wobei der Primärradiator gemäß Anspruch 1 mit einer Haupteinheit des Wandlers integriert ist.
Ein Wandler (120) zum Empfangen von Mikrowellen von Satelliten, wobei der Primärradiator gemäß Anspruch 2 mit einer Haupteinheit des Wandlers integriert ist.
Ein Wandler (120) zum Empfangen von Mikrowellen von Satelliten, wobei der Primärradiator gemäß Anspruch 3 mit einer Haupteinheit des Wandlers integriert ist.
Der Primärradiator gemäß Anspruch 1, wobei eine Höhe einer inneren Wand, welche die innerste Drossel (102a) festlegt, niedriger ist als eine Höhe einer äußeren Wand derselben.
Der Primärradiator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7, weiterhin umfassend: mindestens drei Primärradiatoröffnungen (101a, 101b, 101c), welche entsprechend den Elevationswinkeln der Satelliten angeordnet sind.
Ein Wandler zum Empfang von Mikrowellen von Satelliten, wobei der Primärradiator gemäß Anspruch 8 mit einer Haupteinheit des Wandlers integriert ist.